观音岩水电站堆石坝石料开采爆破试验与分析.pdf

第2 8 卷第4 期 2 0 1 1 年1 2 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．4 D e e ．2 0 l l D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 11 ．0 4 ．0 1 2 观音岩水电站堆石坝石料开采爆破试验与分析 于涛，李高正 武警水电部队一总队，南宁5 3 0 0 0 0 摘要观音岩水电站右岸堆石坝石料主要来源于右岸坝基等部位的开挖石渣料，兼顾坝基开挖质量要求 与堆石坝石料控制指标是该工程的技术特点。在分析坝基岩体条件的基础上，通过6 组不同孔网参数的现 场爆破试验，对开挖石渣料的块度特点和级配分布进行统计分析，取得符合堆石料石料设计要求的坝基开挖 爆破施工方案、钻爆参数与施工工艺。 关键词观音岩水电站；堆石坝；爆破试验；块度 中图分类号T D 2 3 5 ．3文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 4 0 0 4 7 一0 3 B l a s t i n gT r i a la n dA n a l y s i so fS t o n eQ u a r r y i n gf o rR o c k - f i l l D a mi nG u a n y i n y a nH y d r o p o w e rS t a t i o n Y UT a o ，／2C , a o - z h e n g F i a tC o r po ft h eA r m e dP o l i c eH y d r o p o w e rT r o o p s ，N a n n i n g5 3 0 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h es t o n em a t e r i a l sf o rt h er i g h t b a n kr o c k - f i nd a mo fG u a n y i n y a nh y d r o p o w e rs t a t i o nm o s d yc o m e s f r o mt h ee x c a v a t i o nd e b r i so fr i g h td a mf o u n d a t i o no ro t h e rp a r t s ，8 0t h et e c h n i c a lf e a t u r eo ft h i se x c a v a t i o ni st ob o t h f u l f i l lt h ee x c a v a t i o nr e q u i r e m e n ta n dc o n t r o lt h eq u a l i t yo fr o c k - 锄m a t e r i a l ．O na n a l y z i n gt h ec o n d i t i o n so fd a mb e d - r o c k ，s i xg r o u p so ff i e l db l a s t i n gt r i a lw i t hd i f f e r e n tb l a s tp a r a m e t e r sw e r ec a r r i e do u t ，a n dt h ec h a r a c t e r so fe x c a v a t i o n 8 l a gl u m p i n e s sa n dg r a d a t i o nw e r ea n a l y z e dt oo p t i m i z ee x c a v a t i o n ∞h e m eo fd a mf o u n d a t i o n ，d r i l l i n g b l a s t i n gp a r a m - e t e r sa n dc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y ． K e yw o r d s G u a n y i n y a nh y d r o p o w e rs t a t i o n ；r o c k - f a l ld a m ；b l a s t i n gt r i a l ；l u m p i n e s s 1概述 观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县与四川 省攀枝花市交界的金沙江中游河段，为金沙江中游 河段规划的8 个梯级电站的最末一个梯级，属于一 等大 1 型工程，以发电为主，兼有防洪、灌溉、旅游 等综合利用功能。水库正常蓄水位11 3 4I n ，库容约 2 0 ．7 2 亿m 3 ，电站装机容量30 0 0 5 6 0 0 M W 。观 音岩水电站的挡河大坝由左岸、河中碾压混凝土重 力坝和右岸粘土心墙堆石坝组成混合坝，坝顶总长 收稿日期2 0 1 1 一l O 一2 4 作者简介于涛 1 9 7 2 一 ，男，吉林德惠人，高级工程师。主要从事 水利水电工程施工技术与管理， E - m a i l 1 9 5 6 1 5 8 0 0 q q - c o r n o l1 5 8m ，其中心墙堆石坝部分长3 1 9 ．9 6 5m ，最大坝 高7 1m 。 根据施工现场的实际状况和堆石坝实际填筑 量，该工程设计要求右岸粘土心墙堆石坝段的填筑 石料应主要来源于本工程右岸坝基、导流明渠、溢洪 道等部位的开挖石渣料，选择这些部位的弱微风化 砂岩类 包括细粒石英砂岩、含砾砂岩、砾岩 和粉 砂岩的岩体开挖料作为堆石坝的主体石料。 常规的坝基岩体爆破开挖与堆石坝专用料场开 采进行比较，在爆破工程目的、爆破技术要求、爆破 块度与级配等方面均有较大差距⋯，所采用的施工 方案、钻爆参数及施工工艺也有很大的不同。为此， 在实施右岸坝基、导流明渠、溢洪道等工程部位的钻 万方数据 爆破2 0 1 1 年1 2 月 爆开挖时，寻求科学的施工方案和合理钻爆参数与 工艺，使得开挖的石渣料完全满足堆石坝石料在块 度和级配方面的质量要求，在工程经济效益和坝体 填筑基本技术要求方面得到全面兼顾旧J ，成为本工 程的主要技术关键之一。在对开挖部位岩体质量调 查分析的基础上，通过施工初期的生产性试验，针对 不同钻爆参数条件下的取得的爆破开挖料，进行石 料的粒径筛分和级配统计分析，取得可供工程应用 的钻爆设计参数和施工工艺。主要介绍爆破试验的 过程及取得的试验成果。 2 堆石料质量要求与爆破试验方案 为确保堆石坝填筑质量符合要求，在相关试验 和工程经验的基础上。工程设计部门提出的堆石料 直供上坝堆石料的技术要求是上坝石料的最大粒 径为8 0 0t 姗，要求级配连续，小于5 砌粒径的含 量小于1 2 ％，小于2I T U l l 的含量不超过5 ％。 爆破试验地点选择在右岸大坝坝横0 0 2 6 ．5 ～ O 0 5 l 、坝纵0 7 3 0 0 7 7 0 、高程为l0 5 3 一 l0 4 7 砂岩和粉砂岩的弱、微风化岩体上。 对于生产性爆破试验，主要通过不同孔距和排 距 抵抗线 的孔网组合和炸药单耗的调整，以及相 应的微差起爆网路实施，在对爆堆宏观调查和不同 粒径组的含量统计分析的基础上，取得能够实现爆 破石料块度控制的坝基开挖钻爆方案与钻爆参数。 度和级配特性就主要取决于孔网布置特点和孔网面 积大小。4J 。为此，本试验设计采用了6 组不同组 合的钻孔布置参数分别进行试爆，同时对各孔网参 数爆破作用下的爆破块度与级配分配进行统计。根 据类似工程经验”J ，并结合现场的施工特点，爆破 试验中分别采用了3 种不同的主爆孔间距，即 2 ．5m 、3 ．5m 、4 ．5m 三组，主爆孔排距则分别采用 2 种即2 ．0m 、2 ．5m ，从而形成6 种孔网组合，各组 试验的具体孑L 网参数如表1 所示。 表1 爆破试验采用的钻爆参数 T a b l e1 D r i l l i n g - b l a s t i I 喀p a r a m e t e r s a d o p t e df o rb l a s t i n gt e s t 试验孔间距孔排距孔网面堵塞长炸药平均单耗 詹。 组别a ／mb ／m 积S ／m 2 影mg ／ 1 【g m ‘3 田4 在爆破试验实施过程中，针对钻孔的测量放样、 钻孔作业、装药、联网及施工安全措施等环节，制定 严格的技术与操作要求，并加强检查，确保试验成果 真实有效。 3 试验参数与试验过程4 试验成果与分析 ．工程坝基开挖的基本方法为深孔梯段毫秒微差 爆破，试验选择的钻孔孔径与台阶高度与生产爆破 一致，即钻孔孔径D 9 0m m ，钻孔深度L 6m 。考 虑现场工程地质条件及岩石特性，采用的炸药单耗 0 ．3 3 ～0 ．4k g ／m 3 ，药卷直径d 7 0m m 。 当岩体条件和炸药参数一定时，岩石爆破的块 试验过程中，针对不同爆破参数进行的6 组试 验，均进行爆破石料块度筛分和粒径分布统计，并对 爆堆宏观效果进行了调查。在统计石料块度分布特 性时，分别按大于8 0c m 、8 0 4 0c m 、4 0 ～2 0C I T I 、 2 0 ～5c m 及小于5c m 等5 各粒径组进行筛分，6 组 孔网参数试验时的爆破块度统计结果见表2 。 表2 爆破试验石料块度分布结果 T a b l e2 l u m p i n e s sd i s t r i b u t i o nr e s u l t so fb l a s t i n gt e s t 万方数据 第2 8 卷第4 期于涛，李高正观音岩水电站堆石坝石料开采爆破试验与分析 4 9 由各试验组获得的石料块度分布统计结果及对 应的爆堆宏观调查 见图1 ，有如下分析与结论 I 超径石 大于8 0C I l l 主要出现在孔距 4 ．5m 的2 组试验中．而且小于5c a 粒径的石料偏 低，说明由于孔距偏大，致使爆破荷载及孔间互相作 用相对较弱，孔网范围部分区域未得到充分作用而 形成破碎。 2 i L 距25m 的2 组试验，孔网面积小、相对 单位耗药量大，孔间作用明显，未出现大块，但因爆 破荷载的相互作用过强，使整个块度的粒径分布在 小粒径组中含量偏大。同时孔网面积过小，必然增 加钻孔量，对于陕速施工和工程经济性不利。 3 孔距3 ．5m 的2 组试验，均有较好的块度 分布特性，相对来说，排距2 ．5m 较之2 ．0m 的块 度，其大粒径含量稍多一些，更符合设计指标。同时 该孔网面积也具有一定的经济优越性。因此，可以 认为坝基深孔梯段爆破孔网参数以孔距3 ．5m 、排 距2 ，5m 为宜。 e 孔排距25 m x2 ．5 m 爆破效果 O 孔排距2 ．5 m x 2 ．0 m m 破效果 图I6 组不同孔网参数宏观爆破效果 F i g IM a c r ob l a s t i n ge f f e c to f8 i xg r o u p sw i t h d i f f e r e n tb l e s tp a r a m e t e r s 5 结语 根据现场坝基开挖石渣料的6 组试验比较，得 出在弱、微风化的砂岩和粉砂岩等类似岩体下，当钻 孔孔径为9 0m m 、乳化炸药直径为7 0m m 时，爆破 孔网参数选择孔距3 ．5m ，排距2 ．5m ，堵塞长度 1 ．5m m ，炸药单耗0 ．3 8k g ／m 3 左右，可以取得爆破 石料颗粒级配最优的基本结论。其他爆破参数均存 在不同程度的超径或细小粒径过多，块度及级配分 配不均匀，不能完全满足设计的级配要求的问题。 在后期大规模坝基爆破开挖中，基本按试验确定 的爆破孔网参数及工艺进行钻爆施工，实现了坝基开 挖与堆石坝坝料开采的统一，表现出显著的技术经济 效益，也为今后类似工程施工提供了宝贵经验。 参考文献 R e f e r e n c e s 】 [ 1 ] 张正宇，张文煊，吴新霞．等现代水利水电工程爆破 [ M ] ．北京中国水利水电出版社，2 0 0 3 1 1 5 一1 1 7 ． [ 1 ] Z H A N GZ h e n g y u ，Z H A N GW e n X H g l l ．W UX i n x i a ，e t a lM o d e r nh y d r o p o w e rp m j e c t sb l a s t i n g [ M ] B e i j i n g C h i n a W a t e rP o w e rP r e s s ，2 0 0 3 1 1 5 1 1 7 ． i nC h i n e s e [ 2 ] 纪云生．水利水电工程施工组织设计手册 第二卷 施工技术[ M ] 北京水利水电出版社，1 9 9 0 1 6 7 ． [ 2 ] J IY u n - s h e n gH a n d b o o ko fc o n s t r u c t i o np l a n n i n go fh r d r a u l i ca n dh y d r o e l e c t r i cp r o i e c t s V o l2 c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e [ M ] ．C h i n a W a t e rP o w e rP r e s s ，1 9 9 0 1 6 7 i n C h i n e s e [ 3 ] 黄绍钧，费骥鸣．鲁布革坝堆石料开采控制爆破块度 预测模型及爆破设计参数优化研究[ J ] ．工程爆破， 1 9 9 6 4 4 5 4 7 [ 3 ] H U A N GS h a o - j u n ，F E IJ i r u i n g ．e ta 1 ．B l a s t i n gl u m p i n e s s p r e d i c t i o nm o d e la n db l a s t i n gp a r a m e t e r so p t i m i z i n g r e s e a r c ho fs t o n eq u a r r y i n go far o c k f i l ld a mi nl u b u g eh y d r o p o w e rs t a t i o n [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，1 9 9 6 4 4 5 4 7 ． i nC h i n e s e [ 4 ] 兰道银，黄斌，李红丽水布垭面板堆石坝坝料工程 特性统计分析[ J ] 人民长江，2 0 0 8 ，3 9 6 4 3 4 4 ． [ 4 ] L A ND a o - y i n ．H U A N GB i n ，L IH o n g l i ．T h ed a ms t o n e c h a r a c t e r i s t i c ss t a t i s t i c sa n a l y s i so fS h u i b u y aC F R D [ J ] ． P e o p l eY a n g t z eR i v e r ．2 0 0 8 ，3 9 6 4 3 4 4 i nC h i n e s e 万方数据